De värmeenergi eller kroppens värmeenergi är den inre energin som är associerad med dess temperatur, därför manifesterar den sig i form av värme. Att uppleva termisk energi är väldigt enkelt: bara gnugga händerna för att känna värmen orsakad av friktion.
Ursprunget för den termiska energin ligger å ena sidan i partiklarnas konstanta rörelse på molekylär nivå, vilket ger dem kinetisk energi, vilket är den energi som är förknippad med rörelsen.
Å andra sidan har partiklar en egenskap som kallas elektrisk laddning, enligt vilken de interagerar enligt deras relativa positioner. Detta bidrag till kroppens termiska energi är den potentiella energin.
Det måste betonas att termisk energi inte är en ny energiform, utan sättet att hänvisa till summan av den kinetiska och potentiella energin i ett mycket stort partikelsystem. Måttet på denna energi är temperaturen, därför att ju högre temperaturen på något är, desto mer termisk eller värmeenergi har den.
Artikelindex
Systemets termiska energi kännetecknas av:
-Ha samma enheter som arbete och alla andra energiformer.
-Överför enkelt från ett material till ett annat med hjälp av vissa grundläggande mekanismer som beskrivs nedan.
-Varieras på två sätt: det första genom att utbyta energi med miljön, som i det här fallet talar om att överföra värme, och det andra är att göra en del arbete på systemet som adderar eller subtraherar energi.
Enheten för termisk energi i det internationella systemet är joule, förkortat J, till ära för den engelska fysikern James Prescott Joule. Vad gäller termisk energi är dock en vanligt förekommande enhet kalori.
När det gäller joule motsvarar en termokemisk kalori 4,1840 J och en kilokalori representerar 1000 kalorier..
Värmeenergi är proportionell mot kroppstemperaturen. Ja OCHc är den kinetiska energin och T temperatur är proportionalitetskonstanten kB eller Boltzmann-konstant, den genomsnittliga kinetiska energin för partikeln för varje frihetsgrad ges av följande ekvation:
OCHc = ½ kB∙ T
Till exempel kan en monatomisk gasmolekyl, såsom helium eller argon, röra sig var som helst i ett rum, så den har 3 frihetsgrader och dess translationella kinetiska energi är lika med 3 gånger ovanstående ekvation:
OCHc = 3/2 ∙ kB∙ T
I enheter i det internationella systemet är Boltzmann-konstanten lika med 1.380649 × 10−23 J / K.
Förutsatt att gasmolekyler interagerar väldigt lite med varandra (idealgas) och att de bara har translationell rörelse, är den inre energin U helt lika med den kinetiska energin OCHc.
När andra bidrag tas med i beräkningen, till exempel rotationsrörelse, läggs E = ½ k ∙ T till för varje möjlighet till rörelse.
När två kroppar med olika temperaturer sätts i kontakt flyter energin spontant från det hetaste till det kallaste tills termisk jämvikt uppnås och temperaturerna utjämnas.
En gång i termisk jämvikt med omgivningen absorberar en kropp så mycket termisk energi som den avger.
Ofta ger dessa förändringar förändringar. Till exempel vid uppvärmning expanderar de flesta ämnen och när de kyls dras de samman. Tillståndsförändringar kan också äga rum, såsom att gå från fast till flytande eller genomgå kemiska transformationer.
Att erhålla termisk energi är möjligt på olika sätt. För jorden är den primära källan solen, men jorden genererar själv värme genom det radioaktiva sönderfallet av vissa instabila element.
Kemiska reaktioner och elektricitet genererar också termisk energi som kan utnyttjas.
Kärnan i de flesta stjärnor, väte, det enklaste och mest förekommande elementet i universum, smälter samman för att producera helium, det näst mest komplexa elementet efter väte. Denna process av kärnfusion, som sker kontinuerligt inne i solen, släpper ut stora mängder energi som når jorden i form av ljus och värme..
Förbränning är en kemisk reaktion som snabbt släpper ut värme. Det produceras alltid i närvaro av syre och kräver ett brännbart material, såsom trä, kol eller bensin. I dem finns ett elektronbyte där syre tar dem från bränslet och släpper ut ljus och värme under processen..
I exemplet i början ger det dig en tröstande känsla av värme genom att gnugga händerna i kallt väder. På så sätt ökar kinetisk friktion partiklarnas energi på hudens yta och ökar därmed den termiska energin..
Detsamma händer när man trycker en bok på ett bord och i allmänhet när det finns relativa rörelser av ytor i kontakt. På mikroskopisk nivå upplever partiklarna på de två ytorna en ökning av sin kinetiska energi, vilket översätts till en temperaturökning som kan uppfattas helt enkelt genom att röra vid ytorna..
Material värms upp genom elektrisk ström, därför känns kablarna till elektriska apparater, när de är anslutna till uttaget, heta när de vidrör plastbeläggningen. Denna uppvärmning kallas joule-effekt.
Inuti jorden finns det instabila element som förfaller naturligt, det vill säga de driver ut partiklar från sina kärnor för att förvandlas till andra mer stabila element. Denna process åtföljs av utsläpp av termisk energi, som värmer det inre av planeten..
Det finns tre grundläggande mekanismer för att överföra termisk energi, det vill säga överföra värme från en kropp till en annan: ledning, konvektion och strålning.
Det förekommer företrädesvis i fasta material, vars partiklar kolliderar med varandra, utan att de rör sig märkbart inuti materialet. Metaller är bra värmeledare tack vare de fria elektronerna de har.
Genom denna process transporteras värmen tillsammans med delar av degen, som i allmänhet är en vätska, till exempel en vätska. När vattnet kokas i en kruka, värms massan längst ner, nära flamman, upp och expanderar, så densiteten minskar och vätskan stiger. Så de kallare delarna sjunker för att värmas i tur och ordning.
Till skillnad från ledning och konvektion behöver strålning inte materialmediet föröka sig, eftersom det gör det genom elektromagnetiska vågor. På detta sätt når den termiska energin från solen jorden genom det tomma utrymmet..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.